Очистка молока: технологии и оборудование

Процессы очистки и фильтрации молока предназначены для устранения загрязнений и естественных нежелательных примесей из его состава. Существуют разные способы решения таких задач, отличающиеся технологической организацией, эффективностью, производительностью и рабочими характеристиками. Также различается и оборудование для очистки молока, которым оснащаются производственные линии.

Общая технология очистки

Все операции обработки осуществляются в специальных условиях, соответствующих техническим и санитарно-гигиеническим требованиям. За основу берутся нормативы, применяемые к организации работы пищевых предприятий. На молочных фермах могут осуществляться как отдельные технологические процессы обработки сырья, так и комплексная подготовка продукта.

Основные методы очистки сегодня реализуются на сепараторах-молокоочистителях и центрифугах с пастеризаторами. Как минимум это оборудование позволяет удалять слизь молочной плазмы, механические примеси и частицы грязи. Более тонкая фильтрация также дает эффект обеззараживания с уничтожением вредных бактерий. Развиваются и способы очистки молока посредством термического и биологического воздействия. В таких системах обработки происходит модификация физико-химических свойств молока, оптимизируется содержание поверхностно-активных веществ (белков, фосфолипидов, жировых шариков и кислот) и снижается поверхностное натяжение.

Доставка сырого молока на производство

Перемещение молока между отделами на ферме или его доставка транспортом на перерабатывающий комбинат осуществляется в специальных контейнерах или цистернах с рефрижераторами. Согласно требованиям, внутренние поверхности емкостей и резервуаров должны выполняться из нержавеющей стали или алюминия. Внешние поверхности отделываются теплоизолирующим материалом. В процессе перемещения важно поддерживать оптимальный температурный режим сырого молока. Так, средняя температура составляет 4-6 °С. В таком состоянии сырье может содержаться не более 10 часов. Если планируется более длительная транспортировка, то изначально задействуется специальный охладитель молока – оборудование в виде резервуара, которое сразу после доения понижает температуру жидкого продукта с 35 до 4 °С. При этом удаляются патогенные элементы состава и сохраняются полезные качества.

Режимы охлаждения

Свойства молока, и в частности его бактериологические характеристики, в немалой степени будут зависеть и от температуры его дальнейшего хранения. Если оставить продукт в неохлажденном виде, то через 10 часов содержания его кислотность повысится почти в 3 раза, а вместе с этим резко возрастет и количество нежелательных бактерий. Для оптимального хранения с точки зрения благоприятной микрофлоры длительное содержание на производствах требует поддержания режима в 12 °С. Сильное охлаждение тоже не рекомендуется, поскольку оно губительно и для полезных микроорганизмов. Опять же на помощь приходит охладитель молока с датчиками контроля и автоматической системой управления температурой, который учитывает сразу несколько физико-химических свойств молока. Такое оборудование может содержать от 100 до 1000 л одновременно в зависимости от модели и нужд производства. Выбор конкретной тактики охлаждения будет зависеть от времени содержания, но небольшие сроки на разных этапах очистки и переработки молока обычно требуют поддержания 4–6 ºС.

Основная механическая обработка

Также этот процесс можно назвать центробежной сепарацией – это одна из базовых процедур очистки, предполагающая разделение молока на фракции разной плотности. Например, может производиться отделение обезжиренного и высокожирного молока (сливок). Технически процесс организуется на мощностях сепаратора с вращающимся барабаном. Оператор установки в ходе ее работы отслеживает следующие параметры механической очистки молока:

• Скорость вращения барабана.
• Скорость выделения шариков жира.
• Плотность жира и плазмы.
• Вязкость.

По мере увеличения размеров плотности молочной плазмы и жировых шариков ускоряются темпы сепарирования и выделения сливочной массы. В свою очередь, повышение вязкости способствует снижению скорости отделения жировых фракций. На процесс центробежной очистки молока косвенное влияние оказывает температура и кислотность молока. Кислотность может изменить белковую массу молока путем повышения ее коллоидного состояния. В итоге начнется процесс выпадения хлопьев на фоне увеличения вязкости и затруднения сепарации. Что касается температурного влияния, то ее повышение снижает уровень вязкости и замедляет процесс перехода жировой густой массы в жидкое состояние. Поэтому перед сепарированием рекомендуется нагревать молоко до 35–45 °С. Повышение температурного режима обеспечит и более эффективный процесс обезжиривания.

Сепараторы для очистки молока

Рассмотренные выше операции разделения молочных фракций и очистки выполняют на специальных сепараторах. Как правило, это электрические машины, имеющие встроенный двигатель, коллектор, чашу для загрузки молока и центрифугу. На средних фермах нашли широкое распространение аппараты с производительностью до 50-70 л/ч. При этом частота вращения барабана может достигать 12 000 об/мин. Современное оборудование для молочного производства располагает средствами автоматизированного управления и защиты. Контроль и управления реализуется через комбинацию датчиков и контроллера с рабочей панелью оператора. Задав нужную программу, пользователь запускает процесс сепарации с роботизированным контролем в соответствии с заложенными алгоритмами переработки молока. Защитные системы в основном представлены устройствами, предотвращающими электрические и тепловые перегрузки.

Фильтрация молока

Тоже один из первоначальных процессов подготовки молочного сырья к биологической и химической очистке. Основная задача на этом этапе – вывести попавшие в ходе доения или хранения загрязнения путем фильтрации. Сами фильтры могут иметь разное устройство. Так, мембраны закрытого типа избавляют жидкость от крупных механических примесей. Обычно такие фильтры устанавливаются на линиях производственного молокопровода и доильных систем. Качество и степень глубины очистки будет зависеть от характеристик применяемого материала. Наиболее эффективен фильтр тонкой очистки молока, изготовленный из нетканой материи. Иногда в одном циркулирующем контуре или в доильной установке применяется несколько фильтрующих приспособлений для задержки частиц разной фракции.

Бактерицидная фаза очистки

Это временной период, в процессе которого микроорганизмы, попавшие в молоко, не размножаются, а погибают. В этой фазе сырой продукт характеризуется наличием естественных бактерицидных свойств, обеспеченных антибактериальными веществами. К ним можно отнести лейкоциты, нормальные антитела, лизоцимы и т. д. Данная способность молока будет зависеть от физиологического состояния скота, от которого оно было получено. Длительность бактерицидной очистки молока определяется внешней микрофлорой и температурой хранения, но обычно не превышает 2-3 часов. В дальнейшем будет важна не столько очистка как таковая, сколько технологические процессы поддержания жизни антибактериальных веществ. К основным мерам такого рода можно отнести и первичное охлаждение, и фильтрацию, а также внесение ферментов, которые борются с токсинами, вызывающими пороки молока.

Технология очистки молока термическим воздействием

Для обеззараживания молочного сырья применяется тепловая обработка. В процессе ее выполнения происходит не только уничтожение микроорганизмов с продуктами их жизнедеятельности, но и создаются благоприятные условия для поддержания и сохранения полезных свойств молока. При этом надо отметить, что само по себе температурное воздействие в любом виде разрушает первичную физико-химическую структуру сырья. Степень изменения будет зависеть от продолжительности и температурного режима обработки. На молочных фермах данная операция выполняется специальными нагревателями трубчатого, емкостного и пластинчатого типов. Многофункциональное оборудование для тепловой обработки также включает в конструкцию ванны для пастеризации.

Заключение

Эффективность подготовки молочного сырья для дальнейшей переработки во многом определяется изначальным его состоянием. Далеко не каждое сырье в принципе годится для использования в пищевой промышленности. Существуют специальные нормативы и требования, которые определяют пригодность продукта к заготовке. После контрольной проверки физико-химических и биологических показателей начинается очистка молока по ранее назначенной схеме. Это могут быть и отдельные операции химической обработки с фильтрацией, и глубокая всесторонняя сепарация с улучшением бактериальной микрофлоры продукта. Конкретный набор технологических операций очистки будет зависеть от задач заготовки молочного продукта на ферме или производственной линии.